بررسي كارايي اسكرابر ونچوري در جمع‌آوري گردوغبار هوابرد Fe2O3 در يك واحد آهن‌سازي

Study of venturi scrubber efficiency in collection of Fe2O3 airborne dust at an iron making unit

زمينه و هدف: كارخانه‌هاي فولاد از جمله صنايعي هستند كه نقش مهمي را در آلودگي هوا و انتشار آلاينده‌هاي ذره‌اي به محيط دارند. اسكرابر ونچوري يكي از مهم‌ترين اجزا و پالايشگرهايي است كه در سيستم‌هاي تهويه براي كنترل انتشار آلاينده‌ها به اتمسفر در صنعت فولاد كاربرد زيادي دارد. از طرفي كارايي اين وسيله به نحوه كاربري و استفاده از آن بستگي دارد، لذا اين مطالعه با هدف تعيين كارايي اسكرابر ونچوري در يك واحد آهن‌سازي انجام شده است. روش بررسي: اين مطالعه يك بررسي توصيفي مقطعي است كه به منظور تعيين كارايي پالايشگر در كنترل اندازه‌هاي مختلف ذرات انجام شد. نمونه برداري بر اساس روش 3405 BS ، بصورت ايزوكينتيك و با دبي l/min 30 در مسير سيستم تهويه قبل و بعد از پالايشگر با استفاده از توالي نمونه‌برداري شامل مجموعه پروب با نمونه‌بردار با دهانه ورودي استاندارد، وسيله نمونه‌گير و دسته‌بندي كننده ذرات بر اساس اندازه (نمونه‌بردار ذرات از نوع برخورد آبشاري چهار مرحله‌اي) كه در ادامه آن تجهيزات اندازه‌گيري و كنترل جريان قرار مي‌گيرند، انجام شد. نهايتا نمونه‌ها با استفاده از روش وزن‌سنجي آناليز گرديد و نتايج بدست آمده با استفاده از نرم فزار SPSS 16 آناليز شد. نتايج: سرعت سيال در گلويي اسكرابر m/s71/4 و نسبت مايع به گاز l/m3 1/12 مي‌باشد. ميانگين كل غلظت غبار در قبل و بعد از اسكرابر اسكرابر ونچوري به ترتيب mg/m6857/5 و mg/m964/7 بود. كارايي كلي اسكرابر 85/93% تعيين شد. از نظر توزيع اندازه بيشترين كارايي حذف ذرات 15μm<, 15-4μm, 4-1μm به‌ترتيب برابر 93/2% ، 90/6%، 79/9% و 30/4% بود. در اثر سائيدگي و نشتي در كانال‌كشي قبل از پالايشگر، بار گردوغبار ورودي به پالايشگر از g/m 25/36 براي طراحي به g/m 6/397 براي وضعيت موجود، كاهش يافته‌است. نتيجه‌گيري: از نتايج چنين استنباط مي‌شود با افزايش قطر ذرات كارايي پالايشگر افزايش مي‌يابد ولي به علت تغييراتي كه در مشخصه‌هاي پالايشگر به‌ويژه نازل‌هاي آن ايجاد شده است در مقايسه با مقادير مطرح براي كارايي اسكرابر ونچوري در حذف ذرات با قطر كمتر از mμ1، اين پالايشگر كارايي مناسبي ندارد. با توجه به كاهش بار آلاينده ورودي، اين پالايشگر حتي براي اندازه‌هاي بزرگ نيز كارايي لازم را ندارد

Background and aims: Steel industry plays an important role in air pollution and particulate emissions released to the environment. The venturi scrubber is one of the most important scrubbers and components at local exhaust ventilation which has a lot of application to control of the contaminants emissions to the atmosphere in steel industry. The efficiency of this equipment depends on how to use it, therefore, the aim of this study is determination of the efficiency of a venturi scrubber at an iron making unit. Methods: This research is a descriptive cross-sectional study to determine venturi scrubbers’ efficiency in collection of particles of different sizes. Sampling to be fulfilled based on BS 3405 method and duct internal isokinetic sampling at 30 l/min flow before and after venturi scrubber using sampling sequence including a set of probe with standard inlet nozzle, sampler and particles classifier (the four-stage cascade impactor) which followed with the flow control and measurement equipment. The samples were analyzed using gravimetric method and the results were analyzed through SPSS v.16. Results: The fluid velocity was in the throat of the scrubber 71.4 m/s and the ratio of liquid to gas 1.12 l/m3. The mean of total dust concentration was before and after venturi, 6857.5mg/m3 and 964.7mg/m3, respectively. The overall efficiency of the venturi scrubber was 85.93%. The maximum removal of the particle size distribution was respectively to particle size 15μm<, 15-4μm, 4-1μm and <1μm and 93.2%, 90.6%, 79.4%, 30.4%. In effect of abrasion and leakage in duct working before scrubber, the load of the entrance dust to the scrubber at the design documents from 25.6g/m3 changed and reduced to 6.86g/m3 at the present status. Conclusion: It is concluded that scrubber’s efficiency increased in parallel increasing in particle aerodynamic diameter, but its removal efficiency was not achieved to desirable level for particle size lower than 1 μm because of inappropriate modification in some design parameters such as nozzles. Regarding decrease in load pollutant input, performance of this scrubber is not acceptable even for large particle sizes.